Réplica del rover Rosalind Franklin de la misión ExoMars utilizado en el desierto de Atacama (Chile). / M. Veneranda

Marte experimentó una intensa actividad volcánica en el pasado, como atestigua el monte Olimpo, un antiguo volcán que, con sus 22,5 km de altura es la montaña más alta del sistema solar. Como consecuencia de aquellos periodos eruptivos, la gran mayoría de la superficie del planeta rojo se encuentra hoy cubierta por capas superpuestas de material volcánico.

Los datos mineralógicos obtenidos en las últimas décadas por las naves que orbitan o recorren el planeta rojo han desvelado la composición de estas capas y han detectado la abundancia de las llamadas rocas ultramáficas, caracterizadas por su baja concentración de sílice y un alto contenido de minerales del grupo olivino y piroxeno.

El tratamiento estadístico de los datos químicos obtenidos con el instrumento RLS del rover de la misión ExoMars puede proporcionar información sobre la concentración de los minerales detectados en rocas volcánicas de Marte

Ahora investigadores de la Universidad de Valladolid (UVa) han desarrollado un método que ayudará a desvelar la composición de estas rocas utilizando los datos del espectrómetro láser Raman (RLS). Este instrumento irá a bordo del rover Rosalind Franklin en la misión ExoMars, que la Agencia Espacial Europea (ESA) y la corporación espacial rusa Roscosmos lanzarán en 2022.

El trabajo, publicado en la revista Scientific Reports, puede ayudar decisivamente a alcanzar el objetivo principal de la misión: la detección de formas de vida pasadas o presentes en el planeta rojo.

“El estudio de rocas ultramáficas representa un objetivo científico de gran relevancia para la misión ExoMars”, señala Marco Veneranda, investigador de la Uva y primer autor de este estudio, quien subraya que con su análisis detallado “es posible extrapolar información sobre el pasado geológico de Marte y su evolución a lo largo del tiempo”.

En la Tierra, la técnica Raman se utiliza principalmente para realizar el análisis cualitativo de rocas, es decir, para determinar cuáles son los minerales mayoritarios y minoritarios que las componen. El equipo de la UVa, coordinado por el profesor Fernando Rull, tiene una amplia experiencia en el uso de esta técnica y su aplicación a la exploración planetaria. De hecho, este grupo ha dirigido el desarrollo de espectrómetro RLS.

“En este estudio hemos tratado de determinar si, y en qué medida, el tratamiento estadístico del conjunto de datos obtenidos por el RLS puede proporcionar información sobre la concentración de los minerales detectados. Estos datos semicuantitativos, combinados con los cualitativos, ayudarán a determinar con precisión la composición de las rocas marcianas, y a diferenciarlas entre ellas”, subraya Veneranda.

Suma de varios instrumentos

Junto con MicrOmega, un espectrómetro infrarrojo que también irá a bordo del rover, el RLS determinará qué muestras geológicas merecen ser analizadas por MOMA, otro instrumento encargado de detectar compuestos orgánicos eventualmente acumulados en las rocas marcianas, posibles signos de vida en este planeta.

El rover recolectará muestras de rocas marcianas hasta una profundidad de 2 m, las pulverizará y las entregará a su laboratorio analítico: el RLS detectará los minerales mayoritarios y MOMA los compuestos orgánicos, posibles signos de vida

“Sabiendo que estos compuestos orgánicos suelen acumularse en determinados minerales (filosilicatos), el estudio Raman semicuantitativo de las rocas Marcianas ayudará a determinar cuál de ellas presenta la mayor concentración de esta fase mineral, multiplicando así las posibilidades de éxito de la misión”, apunta el investigador.

El estudio, en el que también participan investigadores de la Universidad de York (Canadá) y del Instituto Nacional de Tecnología Aeroespacial (INTA), demuestra por primera vez que el espectrómetro Raman que operará en Marte podría ser empleado para realizar eficazmente estos análisis.

El vehículo de la misión ExoMars recolectará muestras de rocas del subsuelo marciano hasta una profundidad de dos metros y las pulverizará antes de entregarlas a su laboratorio analítico. El RLS analizará cada muestra en múltiples puntos, lo que ofrece “altas posibilidades de detectar todos los minerales mayoritarios que la componen”, según los autores.

Análogos de Marte en la Tierra

El equipo ya está poniendo a punto los algoritmos necesarios para automatizar los cálculos matemáticos. Al amparo del proyecto de investigación PTAL (Planetary Terrestrial Analogue Library), este método de semicuantificación ha sido probado con éxito sobre muestras geológicas recogidas en regiones de la Tierra con características similares a las que se pueden encontrar en Marte, como el desierto de Atacama en Chile.

El estudio ha sido llevado al cabo con el simulador RLS ExoMars, un instrumento desarrollado para simular en la Tierra los mismos análisis que el RLS llevará al cabo en Marte. “El resultado fue sorprendente ya que, a pesar de tener numerosas ideas para afinar la precisión de los cálculos, los datos Raman obtenidos ya son muy precisos y nos muestran que vamos para el buen camino”, concluye Veneranda.

Referencia:

M. Veneranda et al. «ExoMars Raman Laser Spectrometer (RLS): development of chemometric tools to classify ultramafic igneous rocks on Mars». Scientific Reports, 2020

Fuente: DICYT